C++中构造函数、析构函数和虚函数
2016-09-16 17:17
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1.类
类的三个新特征:友元(friend)、可变成员和静态成员。友元:允许一个类将对其非公有成员的访问权授予指定的函数或类。
2.new与delete
new时做了三件事:①分配内存空间。②调用构造函数。③返回对象指针。delete时做了两件事:①调用析构函数。②释放内存空间。
3.构造函数
1)实参决定使用哪个构造函数。2)构造函数自动执行。
3)先调用基类构造函数,再调用子类构造函数。
4)常见类型(无参、拷贝、重载)及调用过程。与等号运算符重载区分。
例1:
#include <iostream> using namespace std; class Complex { private : double m_real; double m_imag; int id; static int counter; public: // 无参数构造函数 Complex(void) { m_real = 0.0; m_imag = 0.0; id=(++counter); cout<<"Complex(void):id="<<id<<endl; } // 一般构造函数(也称重载构造函数) Complex(double real, double imag) { m_real = real; m_imag = imag; id=(++counter); cout<<"Complex(double,double):id="<<id<<endl; } // 复制构造函数(也称为拷贝构造函数) Complex(const Complex & c) { // 将对象c中的数据成员值复制过来 m_real = c.m_real; m_imag = c.m_imag; id=(++counter); cout<<"Complex(const Complex&):id="<<id<<" from id="<<c.id<<endl; } // 类型转换构造函数,根据一个指定的类型的对象创建一个本类的对象 Complex(double r) { m_real = r; m_imag = 0.0; id=(++counter); cout<<"Complex(double):id="<<id<<endl; } ~Complex() { cout<<"~Complex():id="<<id<<endl; } // 等号运算符重载 Complex &operator=( const Complex &rhs ) { if ( this == &rhs ) { return *this; } this->m_real = rhs.m_real; this->m_imag = rhs.m_imag; cout<<"operator=(const Complex&):id="<<id<<" from id="<<rhs.id<<endl; return *this; } }; int Complex::counter=0; Complex test1(const Complex& c) { return c; } Complex test2(const Complex c) { return c; } Complex test3() { static Complex c(1.0,5.0); return c; } Complex& test4() { static Complex c(1.0,5.0); return c; } int main() { Complex a,b;//各调用一次Complex(void)构造函数 // 下面函数执行过程中各会调用几次构造函数,调用的是什么构造函数? Complex c=test1(a);//①test1()②拷贝构造函数 Complex d=test2(a);//①拷贝②test2()③拷贝 Complex h(c);//拷贝 Complex i = h; //拷贝,相当于Complex i(h); c=h;//等号运算符 b = test3();//①一般②拷贝③等号 b = test4();//①一般②等号 Complex e=test2(1.2);//①类型转换②拷贝 Complex f=test1(1.2);//①类型转换②拷贝 Complex g=test1(Complex(1.2));//①类型转换②拷贝 }注:
①等号:对象已初始化;拷贝:对象未初始化。
<pre name="code" class="cpp">Complex i = h;//调用拷贝; i = h;//调用等号
②
<span style="background-color: rgb(255, 255, 0);">Complex c = test1(a);//调用1次构造函数</span>上式结果等价于
<span style="background-color: rgb(255, 255, 0);">Complex c1 = test1(a);//调用1次 Complex c = c1;//调用1次,总共2次,因为多了中间变量c1.</span>
4.析构函数
牢记析构函数的调用顺序(与构造函数的调用顺序相反)什么时候调用析构函数?
1)对象生命周期结束,被销毁时;
2)delete指向对象的指针时,或delete指向对象的基类类型指针,而其基类虚构函数是虚函数时;
3)对象i是对象o的成员,o的析构函数被调用时,对象的析构函数也被调用。
例2:
class A { public: A() { cout<<"constructing A"<<endl; } ~A() { cout<<"destructing A"<<endl; } private: int a; }; class B:public A { public: B() { cout<<"constructing B"<<endl; } ~B() { cout<<"destructing B"<<endl; } private: int b; }; void main() { B b; }输出结果:
说明:先调用父类构造方法,再调用子类构造方法。
上述代码说明了一件事:析构函数的调用顺序与构造函数的调用顺序相反。
例3:
main()方法改为:
void main() { A *a = new B; delete a; }输出结果:
例4:
class A { public: A() { cout<<"constructing A"<<endl; } virtual ~A() { cout<<"destructing A"<<endl; } private: int a; }; class C { public: C() { cout<<"constructing C"<<endl; } ~C() { cout<<"destructing C"<<endl; } private: int c; }; class B:public A { public: B() { cout<<"constructing B"<<endl; } ~B() { cout<<"destructing B"<<endl; } private: int b; C c; }; void main() { B b; }输出结果:
5.虚函数-virtual function
多态、虚函数表(内存中实例、最前面、地址表、父子类在内存中函数位置)、5.1 定义
C++中虚函数的作用主要是实现了多态的机制。多态,简言之就是用父类型的指针指向其子类的实例,然后通过父类的指针调用实际子类的成员函数。这种技术可以让父类的指针有“多种形态”,这是一种泛型技术。所谓泛型技术,说白了就是试图使用不变的代码来实现可变的算法。5.2 虚函数表
虚函数(virtual function)是通过一张虚函数表(virtual table)来实现的,简称V-Table。该表中,主要是一个类的虚函数的地址表,这张表解决了继承、覆盖的问题,保证其能真实地反映实际的函数。这样,在有虚函数的类的实例中这个表被分配在了这个实例的内存中。C++中,编译器必须要保证虚函数表的指针存在于对象实例中最前面的位置(这是为了保证正确取到虚函数的偏移量)。这意味着我们通过对象实例的地址得到这张虚函数表,然后就可以遍历其中函数指针,并调用相应的函数。
代码如下:
#include <iostream> using namespace std; class Base{ public: virtual void f(){cout<<"f()"<<endl;} virtual void g(){cout<<"g()"<<endl;} virtual void h(){cout<<"h()"<<endl;} }; void main() { Base b; }内存结构如下:
一般覆盖(无虚函数覆盖)
假设有如下所示的一个继承关系:
在这个继承关系中,子类没有重载任何父类的函数。那么,在派生类的实例中,其虚函数表如下所示:对应实例:Derive d;的虚函数表如下:
可看到下面几点:
1)虚函数按照其声明顺序存在于表中。
2)父类的虚函数在子类的虚函数前面。
一般继承(有虚函数覆盖)
虚函数如下所示:
从表中可看到以下几点
1)覆盖的f()函数被放到了虚表中原来父类虚函数的位置。
2)没有被覆盖的函数依旧。
多重继承(无虚函数覆盖)
从上面可看到以下几点:
1)每个父类都有自己的虚表
2)子类的成员函数被放到了第一个父类的表中
多重继承(有虚函数覆盖)
注:
一、::是运算符中等级最高的,表示作用域和所属关系,它分为三种:
1)global scope(全局作用域符),用法(::name)
2)class scope(类作用域符),用法(class::name)
3)namespace scope(命名空间作用域符),用法(namespace::name)
例5:类作用域
#include <iostream> using namespace std; class First{ public: int memi; double memd; }; class Second{ public: int memi; double mend; } void main() { First f; Second s = f; }
提示错误:不存在用户定义的从"First"到"Second"的适当转换。每个类都定义了自己的新作用域和唯一的类型。两个不同的类具有两个不同的类作用域。即使两个类具有完全相同的成员列表,它们也是不同的类型。每个类的成员不同于任何其他类的成员。
结束语
C++这门语言是一门Magic的语言,对于程序员来说,我们似乎永远摸不清楚这门语言背着我们在干什么。需要熟悉这门语言,我们就必须了解C++里面的那些东西,需要去了解C++中那些危险的东西。不然,这是一种搬起石头砸自己的脚的编程语言。
参考:
http://www.cnblogs.com/xkfz007/archive/2012/05/11/2496447.html
http://blog.csdn.net/weizhee/article/details/562833
http://blog.csdn.net/wuchuanpingstone/article/details/6742465
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